Теплотехнический расчет наружных ограждений здания.

ОСНОВЫАРХИТЕКТУРЫИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

 

Практическая работа № 1

Теплотехнический расчет наружных ограждений здания

 

Выполнил: Иванов А.А.

Студент 3 курса 5 лет

Специальность 08.03.01 Строительство

Вариант № 3

 

Проверил: Смирнов В.Н.

Санкт-Петербург

2017 год

Теплотехнический расчет наружных ограждений здания.

1. Цель выполняемой работы.

Цель выполнения работы – приобретение опыта проектирования наружных ограждений здания на примере проектирования наружной стены, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения, а также приобретение навыков работы с нормативной литературой.

Конечной целью расчета является вычисление толщины расчетного слоя стены: кирпичной кладки, панели, бетонного блока, бруса или бревна или толщины слоя теплоизоляции при заданных толщинах слоев наружной многослойной стены.

Показателями тепловой защиты здания являются: приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀, санитарно-гигиенический показатель, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций ∆t_n, и температуру на внутренней поверхности ограждения выше температуры точки росы, а также удельный расход тепловой энергии на отопление здания.

 

2. Исходные данные для расчета.

Таблица 1

Климатические параметры холодного периода года по данным

СП 131.13330.2012

 

 

α_ext = 23 Вт/(м²·°С) α_int = 8,7 Вт/(м² ·°С)

 

t_ext = - 19 °С t_int = 16 °C

 

 

Вариант 3:

1 – кирпич керамический пустотелый на цементно-песчаном растворе плотностью 1400 кг/м3;

2 – теплоизоляция по расчету;

3 – гипсокартонные плиты.

 

3. Порядок расчета.

3.1. Определяются градусо-сутки отопительного периода по формуле:

D_d = (t_int − t_ht) · ɀ_ht = (16 – 2,3) · 148 = 2027,6 °С·сутки,

где t_int - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, принимаемая для административно-бытовых зданий 16°С;

t_ht, ɀ_ht – соответственно средняя температура наружного воздуха, °С и продолжительность (суток) отопительного периода, принимаемые в соответствии со СНиП 23-01 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха ≤ 8°С.

3.2. Вычисляется в соответствии с СНиП 23-02-2003 приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ м²⋅°С/Вт, которое должно быть не менее нормируемых значений R_req м²⋅°С/Вт в зависимости от градусо-суток района строительства определяемых по таблице 2.

 

Таблица 2

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

Значения R_req для величин D_d, отличающихся от табличных, вычисляются по формуле:

R_reg = a · D_d + b = 0,00035·2027,6 + 1,4 = 2,11 м²·°С/Вт

где D_d – градусо-сутки отопительного периода, градусо-суток, для конкретного населенного пункта; a и b – коэффициенты, значения которых принимают по данным таблицы 2 для соответствующих групп зданий.

3.3. Вычисляем неизвестную толщину слоя δ_x наружного ограждения и перекрытий из условия R₀ ≥ R_reg:

Записывается уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче R₀, ограждающей конструкции в соответствии с заданной расчетной схемой, характеристики используемых строительных материалов приведены в таблице 3:

R₀ = + + + + R_вп = + + + + + 0 = R_reg

где α_int = 8,7 Вт/(м² ·°С) – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (принимается по СНиП 23-02-2003);

δ_i/λ_i = R_i – сопротивление теплопередаче отдельных слоев ограждения, м²·°С/Вт;

δ_i – толщина отдельных слоев ограждения за исключением расчетного в м;

λ_i – коэффициенты теплопроводности отдельных слоев ограждения, Вт/(м·°С) за исключением расчетного, принимаются в соответствии со справочными материалами.

λ_x – коэффициент теплопроводности расчетного слоя, Вт/(м·°С)

R_вп – сопротивление теплопередаче замкнутой воздушной прослойки, м²·°С/Вт

α_ext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для расчетных зимних условий, принимаем:

α_ext = 23 Вт/(м²·°С).

Значения коэффициента λ_i принимаются в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций (влажностный режим помещений) и с учетом зон влажности в соответствии с требованиями СНиП 23-02–2003. Для проектируемого здания рекомендуется принять нормальный влажностный режим в помещениях, зона влажности 2 (нормальная), поэтому λ_i приминимаем по условиям эксплуатации Б.

= (2,11 – ( + + + )) = 0,962 м²·°С/Вт

Под данное сопротивление теплопередаче из теплоизоляций выбираем Базальтовую термоизоляцию Термофасад с λ_x = 0,043 Вт/м·°С, следовательно δ_х = 0,041 м.

Принимаем δ_ф = 0,05 м, отсюда общая толщина стены равна 0,573 м.

Таблица 3

Теплотехнические показатели используемых строительных материалов

№ по схеме	Материал	Характеристикики материала в сухом состоянии	Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации и по прил. 2 СНиП II-3-79*)
Плотность γ0, кг/м3	Коэф. Теплопроводности λ, Вт/м·°С	Теплопроводности λ, Вт/м·°С
А	Б
	Кирпич керамический пустотелый на цементно-песчаном растворе		0,40	0,49	0,55
	Базальтовая термоизоляция Термофасад (ПСЖ-150 Фасад)	не менее 150	0,038	0,039	0,043
	Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) (ГОСТ 6266)		0,15	0,19	0,21

 

Вычислим

R_ф = + + + + = 2,31 м²·°С/Вт

3.4. Проверка ограничения температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Расчетный температурный перепад ∆t₀, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины ∆t_n (таблица 4).

∆t₀ = = = 1,74°С < ∆t_n.

где: t_ext - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года,

°С, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01;

n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и принимаемый по СНиП [1] и таблице 5.

Таблица 4

Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.

 

 

Таблица 5

Коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху

Литература

1. ОСНОВЫАРХИТЕКТУРЫИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ; Учебно-методическое пособие по выполнению практических работ, Смирнов В.Н.

2. СНиП 23-02-2003.